1、自控原理習(xí)題解答,第一章 習(xí)題解答,1-1解釋下列名詞術(shù)語：自動(dòng)控制系統(tǒng)、受控對(duì)象、給定值、擾動(dòng)量、自動(dòng)控制裝置。 答1-1 自動(dòng)控制系統(tǒng)：控制裝置+受控過程。 受控對(duì)象：控制系統(tǒng)中的客體，或者說，受控制的設(shè)備、裝置、系統(tǒng)等。 給定值：控制系統(tǒng)的輸入，給定的被控制量目標(biāo)值。 擾動(dòng)量：對(duì)被控制量有不希望的、不可控的擾動(dòng)作用的變量。 自動(dòng)控制裝置：可執(zhí)行自動(dòng)控制任務(wù)的設(shè)備組合。,1-2試舉出幾個(gè)日常生活中的開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)的實(shí)例，并說明它們的工作原理。 答1-2 開環(huán)控制例：電風(fēng)扇調(diào)速控制系統(tǒng)。 閉環(huán)控制例：電冰箱溫度控制系統(tǒng)，空調(diào)的溫度控制系統(tǒng)。 工作原理(略)。,1-3開環(huán)控制系統(tǒng)和

2、閉環(huán)控制系統(tǒng)各有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)? 答1-3 開環(huán)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，容易 實(shí)現(xiàn)。 開環(huán)控制系統(tǒng)缺點(diǎn)：控制精度低，抗干擾能力 差。 閉環(huán)控制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：控制精度高，有自動(dòng)糾偏 特性，抗干擾能力強(qiáng)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。,1-4 自動(dòng)控制裝置由哪幾部分組成?構(gòu)成自動(dòng)控制裝置的各部分的職能是什么? 答1-4 自動(dòng)控制裝置由變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器、 調(diào)節(jié)閥四部分組成。 變送器(又稱測(cè)量變送單元)：用來測(cè)量被控量 的大小，并把被控量變換成電壓、電流、氣 壓或液壓等信號(hào)送到控制器去。,調(diào)節(jié)器(又稱控制器)：接受測(cè)量變送單元送來 的被控量信號(hào)，并將它與給定值比較，當(dāng)被 控量偏離給定

3、值時(shí)，控制器將偏差值按其大 小和方向以一定的控制規(guī)律運(yùn)算后，發(fā)出控 制信號(hào)給執(zhí)行器。 執(zhí)行器(又稱執(zhí)行單元)：它將控制器發(fā)來的控 制信號(hào)經(jīng)功率放大后去移動(dòng)調(diào)節(jié)閥。 調(diào)節(jié)閥(又稱調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu))：它直接改變控制系統(tǒng) 的輸入能量，使被控量恢復(fù)到給定值。,1-5對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是什么?最主要的要求是什么? 答1-5 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本要求是穩(wěn)定、快速、 準(zhǔn)確；最基本的要求是系統(tǒng)必須是穩(wěn)定的。,1-6什么是反饋控制系統(tǒng)、前饋控制系統(tǒng)、前饋一反饋復(fù)合控制系統(tǒng)? 答1-6 反饋控制系統(tǒng)：它是根據(jù)被控量和給定值的偏差進(jìn) 行調(diào)節(jié)，最后使之消除偏差，達(dá)到被控量等于給定 值的目的。 前饋控制系統(tǒng)：它直接根據(jù)擾

4、動(dòng)信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，及 時(shí)抵消擾動(dòng)量對(duì)被控量的影響，從而使被控量保持 不變。 前饋-反饋控制系統(tǒng)：它是指在反饋控制系統(tǒng)的基礎(chǔ) 上，增加了對(duì)于主要擾動(dòng)的前饋控制。前饋調(diào)節(jié)器 能及時(shí)消除擾動(dòng)對(duì)被控量的影響，而反饋調(diào)節(jié)器的 作用保證被控量能較精確地等于給定值，改善了被 控量的控制精度。,1-7控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程有哪幾種?試分析這幾種動(dòng)態(tài)過程的優(yōu)劣。 答1-7 控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)過程有：?jiǎn)握{(diào)過程、衰減振蕩過程、不衰減振蕩過程、漸擴(kuò)振蕩過程。 單調(diào)過程、衰減振蕩過程的控制系統(tǒng)的性能較優(yōu)。,1-8舉出幾個(gè)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制系統(tǒng)中常遇到的非線性元件，并說明是什么類型的非線性元件。 答1-8 飽和非線性元件：閥門。 死區(qū)非線性元件：傳感器。 繼電器特性非線性元件：繼電器。,1-9有一水箱水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1-19所示。試分析它的控制過程，指出它是開環(huán)控制系統(tǒng)還是閉環(huán)控制系統(tǒng)?它的被控量、參考輸入、擾動(dòng)量是什么?并畫出該控制系統(tǒng)的方框圖。,圖中： Q1-輸入流量 Q2-輸出流量 H1-實(shí)際水位 H2-希望水位,水,浮子,鉸鏈,閥門,H1,H2,Q1,Q2,答1-9 1分析控制過程(略)。 2是閉環(huán)控制系統(tǒng)。 3被控量為實(shí)際水位、參考輸入為希望水位、擾動(dòng)量是輸出流量。 4控制系統(tǒng)的方框圖如附圖1